Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

5 Ergebnisse und Diskussion 104
Aus Rechenzeitgründen wurde hier wieder auf das Modell von Sieurin et al. zurückgeriffen,
welches für Parameterstudien ausreichend ist. Dazu wurden Berechnungen mit einem um
5 mol-% reduzierten γ’-Anteil sowie einem um den Faktor 3 reduzierten γ/γ’-
Verteilungsverhältnis von Re durchgeführt. Diese Werte erscheinen aufgrund der bisheri-
gen Ergebnisse in der Literatur als realistische maximale Einflüsse von Ru. Die Triebkraft
der Ausscheidung (a) wird sowohl durch den reduzierten γ’-Anteil als auch den „reverse
partitioning“-Effekt deutlich verringert. Dies führt dazu, dass die maximale Keimbildungsra-
te zu tieferen Temperaturen verschoben (b) und die Ausscheidungsgeschwindigkeit im
ZTU-Diagramm verringert wird (c). Alle Effekte werden durch die Reduzierung der Matrix-
konzentration von Re verursacht (d). Sie sind deutlich geringer als z.B. der Einfluss der
Restsegregation von Re durch die dendritische Erstarrung.
a)
c)
Temperatur T / °C
Triebkraft ΔG V / kJ mol -1
6
4
2
0
1200
1100
1000
900
k/3
-5% γ'
Referenz
750 900 1050 1200
Temperatur T / °C
10 2
10 3
k/3
Zeit t / h
Referenz
10 4
-5% γ'
10 5
b)
Bildungsr. dN/dt / m -3 s -1
d)
Konz. x Re / at-%
10 18
10 14
10 10
5
4
3
2
-5% γ'
k/3
Referenz
750 900 1050 1200
Temperatur T / °C
Referenz
-5% γ'
k/3
750 900 1050 1200
Temperatur T / °C
Abbildung 5.42: Einfluss eines veränderten γ'-Anteils bzw. γ/γ’-Verteilungsverhältnisses k γ/γ’
auf die σ-Phasenausscheidung in der Legierung SRR300D. (a) Triebkraft, (b) Keimbildungsrate,
(c) ZTU-Diagramm und (d) Matrixkonzentration von Re. Beide Effekte reduzieren
die TCP-Ausscheidung deutlich und sind wahrscheinliche Mechanismen für die Unterdrückung
der TCP-Phasen durch Ru (Modell von Sieurin et al.).